摘要:在我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展和供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革過程中,礦產(chǎn)資源始終作為重要的物質(zhì)基礎(chǔ),為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。但無法否認(rèn)的是,在礦產(chǎn)資源開發(fā)利用過程中產(chǎn)生了各種安全和環(huán)保問題,其中最突出的是尾礦。目前,對(duì)于尾礦的處理大多還停留在集中堆存于尾礦庫階段。集中堆存具有操作簡(jiǎn)單、建設(shè)和運(yùn)行成本較低的先天優(yōu)勢(shì),但其本質(zhì)上屬人造高勢(shì)能泥石流危險(xiǎn)源,一旦發(fā)生潰壩等重大安全事故,將對(duì)下游的生命、財(cái)產(chǎn)安全及生態(tài)環(huán)境構(gòu)成巨大威脅。因此,必須高度重視尾礦庫的安全?;诖?,本文主要圍繞尾礦庫的特點(diǎn)對(duì)尾礦庫安全現(xiàn)狀進(jìn)行分析,同時(shí)結(jié)合筆者自身多年來的尾礦庫科研和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)提出相關(guān)管理建議,供尾礦庫相關(guān)監(jiān)管、管理及專業(yè)人員參考。
關(guān)鍵詞:尾礦庫;安全現(xiàn)狀;安全管理;對(duì)策
引言:尾礦庫是用以貯存金屬、非金屬礦山進(jìn)行礦石選別后排出尾礦的場(chǎng)所[1]。
本質(zhì)上,尾礦庫屬人造高勢(shì)能泥石流危險(xiǎn)源,一旦潰壩失事,極容易造成重特大事故。例如2008年山西襄汾新塔礦業(yè)公司“9·8”特別重大尾礦庫潰壩事故,造成281人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)9619.2萬元,社會(huì)影響極其惡劣。又例如2019年1月25日,巴西米納斯吉拉斯州發(fā)生的鐵礦尾礦庫潰壩事故,尾砂水泄漏量多達(dá)1200萬立方米,造成165人死亡、160人失蹤,對(duì)下游造成了巨大的環(huán)境災(zāi)難[2]。
近年來我國(guó)開展了一系列尾礦庫專項(xiàng)整治和綜合治理行動(dòng),全國(guó)范圍內(nèi)已消除危庫和險(xiǎn)庫[3],取得巨大成就,。但不容忽視的是,我國(guó)目前仍然是全世界擁有尾礦庫最多的國(guó)家,部分尾礦庫仍存在安全度不夠、安全管理水平不高的問題,且尾礦庫潰壩、泄露事故時(shí)有發(fā)生。因此加強(qiáng)尾礦庫安全管理力度,及時(shí)消除安全隱患,確保尾礦庫安全運(yùn)行顯得尤為迫切。
一、我國(guó)尾礦庫特點(diǎn)分析
從庫型角度來看,我國(guó)尾礦庫以山谷型最為常見,即在山溝口位置設(shè)置一道壩體,利用壩體與周邊山體合圍空間堆存尾礦。這種山谷型尾礦庫具有筑壩工程量小、投資省、管理維護(hù)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但也普遍存在匯水面積較大,排洪系統(tǒng)復(fù)雜,庫址工程水文地質(zhì)和周邊環(huán)境較復(fù)雜等問題。
從排放工藝上來看,尾礦以濕法排放為主,即選別后的尾礦通過管道輸送至尾礦庫,而后通過放礦管在壩前均勻分散放礦。堆積壩的形成本質(zhì)上屬于水力沖積的結(jié)果。該工藝操作簡(jiǎn)單,管理維護(hù)成本低,但也存在安全度低,浸潤(rùn)線埋深難以保證,甚至有許多尾礦庫為滿足環(huán)保要求在庫內(nèi)存水或人為預(yù)留澄清距離以保證澄清從而導(dǎo)致無法保證干灘長(zhǎng)度及安全超高的問題。當(dāng)前由于安全、環(huán)保等監(jiān)管要求,陸續(xù)出現(xiàn)了較多干法排放尾礦庫,如青海松樹南溝金礦尾礦庫,選別后的尾礦通過壓濾脫水,然后通過汽車或皮帶機(jī)運(yùn)輸至庫內(nèi)輔以攤鋪、壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行堆存。該類尾礦庫正常工況下庫內(nèi)基本無水,浸潤(rùn)線埋深較大,通過機(jī)械攤鋪碾壓可較好控制壩體質(zhì)量,尾礦的物理力學(xué)指標(biāo)也較高,因而安全度較高。
從壩軸線位置的變化來看,上游式尾礦筑壩法最常見,即在初期壩上游方向堆積尾礦的筑壩方式。堆壩時(shí)一般取壩前較粗尾砂然后通過機(jī)械或人工壓實(shí)筑子壩,子壩內(nèi)側(cè)采用水力沖積的形式堆壩。實(shí)踐表明,不少礦山企業(yè)未省事,在修筑子壩時(shí)僅對(duì)表面拍打擊實(shí),未按照設(shè)計(jì)要求分層壓實(shí),且未對(duì)子壩進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),因而其質(zhì)量難以保證。
從壩體組成上分,以兼具初期壩和堆積壩最為常見。初期壩多為土石材料筑成,作為堆積壩的排滲或支撐體;而堆積壩利用尾礦堆積而成。總的來說,堆積壩的物理力學(xué)指標(biāo)較初期壩低得多,為保證尾礦庫的安全穩(wěn)定,相關(guān)技術(shù)文件對(duì)初期壩與堆積壩壩高的比值做出了嚴(yán)格規(guī)定,一般來講,初期壩高與堆積壩高之比在范圍內(nèi)。為提高尾礦庫的安全度,應(yīng)急管理部2020年第15號(hào)文《防范化解尾礦庫安全風(fēng)險(xiǎn)工作方案》[4]規(guī)定,以后新建四等、五等尾礦庫必須采用一次建壩方式,即四、五等庫不得再利用尾砂堆壩。
從顆粒組成分析,我國(guó)入庫尾礦粒度有越來越細(xì)的趨勢(shì)。礦山企業(yè)為充分利用既有礦產(chǎn)資源,改進(jìn)選礦工藝,一方面對(duì)低品位礦石進(jìn)行采選,另一方面將礦石磨得更細(xì),不但產(chǎn)出了更多的尾礦,而且導(dǎo)致進(jìn)入庫內(nèi)的尾礦粒度更細(xì)。更有甚者,在國(guó)家大力推進(jìn)尾礦充填和綜合利用的大背景下,有不少礦企僅對(duì)較粗尾礦進(jìn)行充填或利用,較細(xì)尾礦仍進(jìn)庫內(nèi),細(xì)粒徑尾礦具有力學(xué)性質(zhì)差、透水性弱、固結(jié)能力差等特點(diǎn),這將給尾礦庫的穩(wěn)定安全留下了巨大隱患。
二、尾礦庫安全現(xiàn)狀
由圖1可知,2017年我國(guó)共有尾礦庫7793座,較2012年減少4480座。同時(shí),非正常尾礦庫占比也逐年減少,由2012年的10%下降至2017年的2.2%。三等及以上尾礦庫占比由2012年的7%上升至12.7%。以上數(shù)據(jù)說明我國(guó)尾礦庫專項(xiàng)整治和綜合治理行動(dòng)以來,非正常尾礦庫及尾礦庫總量大幅減少,且三等及以上尾礦庫占比逐年增多。
圖1尾礦庫歷年數(shù)量變化統(tǒng)計(jì)表[3]
按運(yùn)行狀況劃分,停用和已閉庫尾礦庫合計(jì)3745座,占尾礦庫總量的49%。
按等別劃分,四等和五等庫合計(jì)6804座,占尾礦庫總量的87.3%。由以上數(shù)據(jù)可知,低等別(四等及五等)尾礦庫仍占絕大多數(shù),該類尾礦庫往往存在安全標(biāo)準(zhǔn)較低,管理人員安全意識(shí)不夠,安全投入欠缺及安全管理水平較低的問題,在安全管理過程中要特別重視。
按安全度劃分,危庫和險(xiǎn)庫共0座,病庫合計(jì)171座,占尾礦庫總量的2.19%,正常庫共7622座,占尾礦庫總量的97.81%,分類情況見表1。
截至2017年,共有606座在建尾礦庫(僅指新建,尚未取得安全生產(chǎn)許可證)。根據(jù)等別劃分,一等庫2座,二等庫26座,三等庫105座,四等庫209座,五等庫264座。三等及以上庫占21.9%,相比在用庫的12.7%提高9.2%,反映出新建庫中大型庫比例提高,且低等別尾礦庫仍占主流。在建尾礦庫總量也較2012年減少628座。
雖然我國(guó)在尾礦庫專項(xiàng)整治和綜合治理行動(dòng)以來取得了非常好的效果,但不容忽視的是,我國(guó)尾礦庫安全和環(huán)保事故時(shí)有發(fā)生,代價(jià)非常巨大、教訓(xùn)非常慘痛。如2020年3月28日13時(shí)30分左右,黑龍江省伊春市伊春鹿鳴礦業(yè)有限公司尾礦庫發(fā)生泄漏,此次事件中尾礦庫泄漏232~245萬立方米尾礦(砂水混合物)。泄漏鉬總量89.39~117.53噸,事件造成依吉密河至呼蘭河約340公里河道鉬濃度超標(biāo),其中依吉密河河道約115公里,呼蘭河河道約225公里。因此,加強(qiáng)尾礦庫安全環(huán)保管理,提升管理水平,需要引起各方高度重視。
三、尾礦庫安全管理對(duì)策
(一)完善相關(guān)法律法規(guī),開展全國(guó)專項(xiàng)行動(dòng)并核查
近年來,國(guó)家越來越重視尾礦庫的安全環(huán)保,陸續(xù)出臺(tái)了一批法律法規(guī)和管理規(guī)定,同時(shí)監(jiān)管為督促企業(yè)切實(shí)落實(shí)好主體責(zé)任、保證尾礦庫的長(zhǎng)久安全開展了各項(xiàng)行動(dòng),取得了較好的效果。如尾礦庫在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、汛前進(jìn)行尾礦庫排洪系統(tǒng)質(zhì)量和尾礦庫防洪安全分析等。通過開展上述行動(dòng),一方面監(jiān)管了解了尾礦庫的安全度,另一方面企業(yè)也知曉了本礦山尾礦庫存在的安全隱患并采取措施及時(shí)消除隱患,從本質(zhì)上提高了尾礦庫的安全性。
(二)完善相應(yīng)規(guī)程規(guī)范
當(dāng)前指導(dǎo)尾礦庫設(shè)計(jì)的主要規(guī)范《尾礦設(shè)施設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50863-2013)發(fā)布至今已超8年,期間出現(xiàn)了不少尾礦庫相關(guān)的新概念、新技術(shù)和新做法,需要在規(guī)范新版本中逐個(gè)明確以指導(dǎo)和規(guī)范設(shè)計(jì)。如尾礦干法堆存現(xiàn)在越來越多,而現(xiàn)規(guī)范重心為濕法堆存,干法堆存內(nèi)容很少,尤其是涉及到尾礦庫安全的關(guān)鍵參數(shù),如防洪安全指標(biāo)等。又如目前經(jīng)常提到的“頭頂庫”(系指初期壩坡腳起至下游尾礦流經(jīng)路徑1公里范圍內(nèi)有居民或重要設(shè)施的尾礦庫),亟需在規(guī)范中選址要求中體現(xiàn)。同時(shí),建議規(guī)范明確尾礦庫建成前不是頭頂庫,但之后由于下游建設(shè)導(dǎo)致該尾礦庫成為“頭頂庫”的責(zé)任劃分問題。
另外,由于國(guó)情、技術(shù)水平等的不同,目前我國(guó)尾礦庫設(shè)計(jì)的防洪標(biāo)準(zhǔn)及穩(wěn)定安全系數(shù)這兩大關(guān)鍵指標(biāo)均較澳、加等礦業(yè)大國(guó)低[5][6],值得我國(guó)學(xué)習(xí)和借鑒。
(三)制定應(yīng)急預(yù)案并定期開展應(yīng)急演練
礦山企業(yè)應(yīng)首先對(duì)周邊環(huán)境進(jìn)行詳盡調(diào)查,調(diào)查重點(diǎn)為下游潰壩可能影響范圍內(nèi)的居民分布和重要設(shè)施的分布情況。然后按規(guī)定編制好尾礦庫應(yīng)急預(yù)案,建立應(yīng)急救援體系,配齊應(yīng)急裝備,并根據(jù)尾礦庫周邊環(huán)境情況對(duì)編制的應(yīng)急預(yù)案及時(shí)演練。演練的內(nèi)容至少應(yīng)包括尾礦庫潰壩、自然災(zāi)害等突發(fā)事故。
(四)落實(shí)庫長(zhǎng)制,加強(qiáng)組織機(jī)構(gòu)管理和人員培訓(xùn)
非煤礦山監(jiān)管部門要督促企業(yè)落實(shí)好尾礦庫庫長(zhǎng)制,庫長(zhǎng)原則上由企業(yè)法人或總經(jīng)理擔(dān)任,庫長(zhǎng)對(duì)尾礦庫的安全、環(huán)保負(fù)總責(zé)。庫長(zhǎng)還應(yīng)牽頭組建與尾礦庫工作相匹配的安全管理機(jī)構(gòu)及作業(yè)團(tuán)隊(duì),制定完善相關(guān)規(guī)章制度及操作規(guī)程,配齊應(yīng)急搶險(xiǎn)救援物資。此外,監(jiān)管應(yīng)加強(qiáng)對(duì)尾礦庫相關(guān)管理、作業(yè)人員的專業(yè)培訓(xùn),定期組織集中學(xué)習(xí),并進(jìn)行考核評(píng)定。
(五)積極審慎應(yīng)用新技術(shù)
加強(qiáng)對(duì)尾礦庫相關(guān)新技術(shù)的研究,這些新技術(shù)既可以是原始創(chuàng)新的,也可以是其他行業(yè)已應(yīng)用成熟但未在尾礦庫領(lǐng)域應(yīng)用的。如當(dāng)前廣泛在尾礦庫應(yīng)用的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及各種土工合成材料,均是其他行業(yè)應(yīng)用成熟后引進(jìn)尾礦庫使用的,這些技術(shù)對(duì)于保證尾礦庫的本質(zhì)安全發(fā)揮了巨大作用。
結(jié)束語:在整體分析了我國(guó)尾礦庫的特點(diǎn)及安全現(xiàn)狀后,我們得出的結(jié)論是雖然尾礦庫監(jiān)管和專項(xiàng)行動(dòng)已取得了較好的效果,但全國(guó)尾礦庫的安全形勢(shì)仍不容樂觀。我們提出的對(duì)策是在法律法規(guī)、規(guī)程規(guī)范、監(jiān)管、企業(yè)及技術(shù)等層面發(fā)力,加強(qiáng)管理、提升水平,切實(shí)提升尾礦庫的本質(zhì)安全,以更好地服務(wù)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展大局。
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作者簡(jiǎn)介:肖雄(1989-),男,湖南岳陽人,工程師,碩士研究生,工作方向:尾礦庫安全環(huán)保方面的科研和設(shè)計(jì)工作。
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